在生活污水處理設備應用的工藝中，超濾處理是一種類似于反滲透的膜過濾形式，從液體流入源中分離出固體顆粒。該過程在顆粒捕獲尺寸去除方面介于微濾和納濾之間。它可用作其他處理過程的預過濾器，也經常應用于生活污水處理系統中，或用作飲用水和廢水處理應用中的三級過濾。
一、在生活污水處理設備中，超濾系統是怎么運行的？
考慮到簡單高效的需求，超濾處理的工作原理是使用壓力梯度迫使水通過半透膜，將較大的顆粒和礦物質留在另一側。當然，這種膜過濾器可以以多種方式實施。因此，我們將討論和描述超濾系統的不同潛在配置。
1.流程配置
流入的原水如何相對于膜的方向流動會影響該系統過程的運行。每種配置都有一定的優缺點，需要在設計超濾處理系統時加以考慮。
2.由外向內
對于圓柱形膜，原水從外部向內流向中心軸。這種流動模式在總懸浮固體 (TSS) 較高的情況下效果很好，而不是由內向外流動。
3.反向
流入的原水流入膜管的中心空間，然后徑直向外流出。當需要均勻的流體動力學時，這種流動模式是最好的，但在更高的 TSS 應用中效果不佳。
4.橫流
進水平行于膜的長度流動，但穿過膜的壓力梯度將水吸引到另一側，固體以薄層形式聚集在膜上。產生錯流需要更多的能量，但固體層可以在較薄的層中保持更長時間。
5.死胡同
流動垂直于膜表面。過濾后的水通過膜，而固體留在另一側，厚厚地粘在膜表面。產生死端流不需要太多能量，但固體層積聚得更快，這使得這種配置對于較低的源水污染物濃度更有用。
二、生活污水處理設備的超濾系統配置
關于如何設置整個系統的兩個主要考慮因素是基于容器類型和膜的充氣方式。從技術上講，大多數生活污水處理設備中的超濾處理系統在膜完全被流體包圍的意義上是浸沒式的，指由裝滿原水的大水箱和多個膜放入其中的系統，水箱有專門的入水口和出水口。
1.加壓
當膜被封閉在某種加壓外殼單元內時。系統通常由并聯連接在一起的多個容器組成。每個容器都有自己的入口和出口，它們連接到一個集管，將來自所有容器的處理過的流出物合并成一個流。除了板框式膜結構的情況外，這些容器也往往是圓柱形的。
2.通風
為了防止膜不斷在其表面聚集固體，超濾裝置實施曝氣系統，產生氣泡沖刷膜表面以擦去積聚的固體。在過濾裝置內設置曝氣系統有兩種選擇。
3.融合
在一個集成系統中，一切都包含在一個單元中。例如，曝氣器直接位于膜下方的浸沒式水箱。或者，在容器底部帶有曝氣器的壓力容器。
4.分離
在這里，原始進水在一個單獨的罐中充氣，然后被泵送到裝有膜的罐或容器中。
三、生活污水處理設備的類型
1.聚合
這些膜由聚合物材料制成，例如聚砜、聚丙烯、醋酸纖維素和聚乳酸。聚合物膜因其效率和成本效益而更常用。
2.陶瓷制品
陶瓷膜的材料種類繁多，從氧化鋁和碳化硅到二氧化鈦和二氧化鋯。它們以面對高溫或腐蝕性化學品的彈性而聞名，但價格也貴得多。
四、生活污水處理設備中膜的配置
膜的大小和形狀與系統的運行方式有很大關系。每種膜配置都有特定的優缺點，因此，必須仔細選擇。
1.管狀
想象一捆吸管捆在一起，每根吸管內都卷著一層薄膜。管子本身是可滲透的，所以當進水被泵入時，它開始進入半透膜，水通過它，然后通過管子進入容器腔。然后將腔中產生的滲透物送到下一個處理階段。管式系統通常僅在由內向外流動的情況下運行，因此膜不會在管內塌陷。
2.中空纖維
這種配置類似于管狀系統，但在管狀容器內沒有支撐膜。相反，膜本身看起來更像是中空的煮熟的意大利面條，它直接暴露在原水中。這些系統可以由內向外或由外向內運行，但細而柔韌的纖維可能容易斷裂。
3.板框
把東西放在廚房里，把它想象成一個三明治。在兩個平膜之間夾一個隔板，然后將多個隔板堆疊在一起，中間留出一些空間。進水在相鄰的膜之間流動，過濾后的滲透水通過膜到達隔板，該隔板具有將其輸送到滲透（處理過的）水出口的通道。
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